DE68909080T2

DE68909080T2 - Linearmotor und diesen Linearmotor benutzende Linearantriebsvorrichtung.

Info

Publication number: DE68909080T2
Application number: DE89302881T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ishii; Masaaki Ozaki; Masayoshi Tsunezawa; Tetuyuki Ueda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1989-03-22
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: EP0334645B1; DE68909080D1; EP0334645A1; US5032746A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor im allgemeinen und insbesondere einen Linearmotor, der zu sehr genauer Positioniersteuerung, Drehzahlsteuerung oder dergleichen höchst geeignet ist, und sie betrifft ferner eine lineare Antriebsvorrichtung, die zwei Linearmotoren verwendet.
Üblicherweise weist ein Linearmotor einen Feldmagneten, bei dem die magnetischen N- und S-Pole der Dauermagneten alternierend angeordnet sind, sowie eine Ankerwicklung auf und ist derart angeordnet, daß er die Ankerwicklung oder die Feldmagnete durch aufeinanderfolgendes Umschalten des der Ankerwicklung zuzuführenden Stroms relativ verschiebt. Der Linearmotor der oben beschriebenen Art kann in einen kernlosen Typ mit lediglich einer Luftkern-Ankerwicklung und einen einen Kern aufweisenden Typ mit auf abstehende Pole gewickelten Wickeln aufgegliedert werden. Bei den oben erwähnten beiden Typen benötigt der kernlose Linearmotor ein großformatiges Statorjoch, um das Feld über die Gesamtlänge des Linearmotors zu bilden, während der andere, mit einem Kern versehene Linearmotor zur Bildung von abstehenden Polen zum Wickeln der Ankerwicklung einen Ankerkern benötigt. Somit bestehen bei beiden Arten erhebliche Probleme dabei, kompakte Größe und Gewichtsverringerung bei Linearmotoren zu erreichen.
Zur Überwindung der oben beschriebenen Nachteile wurde ein Linearmotor gemäß Fig. 8 vorgeschlagen, der ein bewegbares Teil 6 mit einer Magnetpoleisenplatte 5 und Mehrphasenwicklungen 4 sowie ein Statorfeldteil 3 mit Feldmagneten 1 und einem Joch 2 aufweist, um das bewegbare Teil 6 durch Mehrphasenerregung der Mehrphasenwicklungen 4 in bezug auf die Feldmagnete 1 zu bewegen. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß als Verfahren zur Reduzierung des Versatzes, der bei dem bewegbaren Teil 6 erzeugt wird, bei der oben beschriebenen bekannten Anordnung vorgesehen ist, die Veränderung der magnetischen Reluktanz, die auf der Verschiebung des bewegbaren Teils basiert, als Hauptursache der Entstehung von Versatz abzuschwächen, indem an den Vorderenden der Eisenplatte 5 Formen auf ähnliche Weise wie bei dem Linearmotor mit Eisenkern gebildet werden, um dadurch das Versatzerzeugungsniveau abzusenken.
Bei der oben beschriebenen bekannten Anordnung ist der gegenwärtige Stand der Dinge jedoch so, daß der Versatz nicht gänzlich auf ein zulässiges Niveau verringert werden kann, da die Magnetpoleisenplatte 5 an ihren Vorderendteilen eine komplizierte Form aufweist, bei deren Bearbeitung hohe Genauigkeit erforderlich ist. Mit anderen Worten entwickelt sich der Versatz zu einer bedeutenden Ursache der Störung bei der Durchführung einer genauen Drehzahlsteuerung, während er auch bei der Durchführung einer genauen Positioniersteuerung ein bedeutendes Hindernis darstellt.
Aus JP-A-58-75458 ist ein Linearmotor bekannt, bei dem ein linear bewegbares Teil in Form einer magnetischen Platte mit an jeder Seite angeordneten Erregerspulen zwischen zwei einander entgegengesetzten linearen Feldmagnetanordnungen bewegbar ist. Die einander entgegengesetzten Magnete in den beiden Anordnungen sind in bezug aufeinander phasenverschoben.
Aus JP-A-58-63074 ist ein Linearmotor bekannt, bei dem ein linear bewegbares Teil in Form einer magnetischen Platte mit an jeder Seite angeordneten Erregerspulen zwischen zwei einander entgegengesetzten linearen Feldmagnetanordnungen bewegbar ist. Die Erregerspulen an den beiden Seiten der Platte sind in bezug aufeinander phasenverschoben.
Unter einem ersten Aspekt ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, einen Linearmotor zu schaffen, der imstande ist, in ausreichendem Maße den Versatz zu reduzieren, der bei der Durchführung der konstanten Drehzahlsteuerung oder der Positioniersteuerung mit hoher Genauigkeit ein Hindernis darstellen kann.
Unter einem zweiten Aspekt ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, eine Linearantriebsvorrichtung zu schaffen, bei der zwei Linearmotoren verwendet werden.
Nach dem ersten Aspekt schafft die Erfindung einen Linearmotor mit einem Statorfeldteil mit einer linearen Anordnung aus Dauermagneten und einem bewegbaren Teil mit Mehrphasenwicklungen und einer ferromagnetischen Polplatte, wobei das bewegbare Teil durch Erregung der Mehrphasenwicklungen linear entlang der Anordnung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Vorder- und Hinterkanten der Polplatte entsprechend an Positionen abgestuft sind, die auf einer sich parallel zu der linearen Anordnung erstreckenden Längsachse liegen.
Nach dem zweiten Aspekt schafft die Erfindung eine Linearantriebsvorrichtung mit zwei Linearmotoren, von denen jeder ein Statorfeldteil mit einer linearen Anordnung von Dauermagneten und ein Joch aufweist sowie ein bewegbares Teil mit Mehrphasenwicklungen und einer ferromagnetischen Polplatte, wobei das bewegbare Teil durch Erregung der Mehrphasenwicklungen linear entlang der Anordnung bewegbar ist, wobei die zwei Statorfeldteile der Motoren parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Vorrichtung ferner ein starres Teil aufweist, das die zwei bewegbaren Teile der Motoren verbindet, wobei die Anordnung des bewegbaren Teils relativ zu dem Statorfeldteil in einem der Motoren in die Bewegungsrichtung der bewegbaren Teile gegenüber der Anordnung des bewegbaren Teils relativ zu dem Statorfeldteil in dem anderen der Motoren versetzt ist.
Da die Phasen der jeweils auf die zwei rechteckigen Bereiche, in die die ferromagnetische Polplatte unterteilt ist, entsprechend den relativen Positionen in bezug auf das Statorfeld in den beiden rechteckigen Bereichen versetzt sind, heben sich bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Linearmotors nach dem ersten Aspekt der Erfindung derartige Versatzkräfte bei den beiden Bereichen gegenseitig auf.
Währenddessen werden bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der zwei Linearmotoren verwendenden Linearantriebsvorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung die Phasen der jeweils auf die zwei durch das starre Strukturteil verbundenen und parallel zueinander angeordneten bewegbaren Teile einwirkenden Versatzkräfte entweder durch die relativen Positionen der magnetischen Pole in den zwei Statorfeldteilen oder die relativen Positionen der ferromagnetischen Polplatten in den zwei bewegbaren Teilen versetzt. Daher heben sich derartige Versatzkräfte bei den zwei bewegbaren Teilen in jedem Fall gegenseitig auf.
Die vorliegende Erfindung wird deutlich anhand der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele in bezug auf die beigefügten Zeichnungen, welche zeigen:
Fig. 1(A) eine fragmentarische Draufsicht eines Linearmotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 1(B) eine schematisierte Seitenansicht des Linearmotors von Fig. 1(A),
Fig. 2(A) eine Draufsicht, die die geometrische Ausgestaltung einer rechteckigen Magnetpoleisenplatte zeigt, wobei deren Länge L das (n+1/2)-fache des Magnetpolteilungsmaßes p beträgt,
Fig. 2(B) eine Fig. 2(A) ähnliche Ansicht, die insbesondere die geometrische Ausgestaltung einer eingeschnittenen Magnetpoleisenplatte zeigt, wobei deren Länge L das (n+1/2)-fache des Magnetpolteilungsmaßes p beträgt,
Fig. 3(A) eine Draufsicht, die die geometrische Ausgestaltung einer rechteckigen Magnetpoleisenplatte zeigt, wobei deren Länge L das (n)-fache des Magnetpolteilungsmaßes p beträgt,
Fig. 3(B) eine Fig. 3(A) ähnliche Ansicht, die insbesondere die geometrische Ausgestaltung einer eingeschnittenen Magnetpoleisenplatte zeigt, wobei deren Länge L das (n)-fache des Magnetpolteilungsmaßes p beträgt,
Fign. 4(A) und 4(B) Kurven, die das Verhältnis zwischen dem Betrag der Verschiebung der rechteckigen Magnetpoleisenplatte und der darauf einwirkenden Versatzkräfte zeigt, wenn die Eisenplatte von einer Referenzposition aus verschoben wird,
Fig. 4(C) eine Kurve, die das Verhältnis zwischen der Länge L der Magnetpoleisenplatte und einem Spitzenwert der Versatzkraft zeigt,
Fig. 5 eine schematisierte Draufsicht, die den allgemeinen Aufbau einer zwei Linearmotoren verwendenden Linearantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 6 eine Kurve, die das Verhältnis zwischen dem Betrag der Verschiebung der bewegbaren Teile von einer Referenzposition aus und den auf die jeweiligen bewegbaren Teile einwirkenden Versatzkräfte zeigt,
Fig. 7 eine Fig. 5 ähnliche Ansicht, die insbesondere eine Modifizierung derselben zeigt, und
Fig. 8 eine fragmentarische Seitenansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Linearmotors (auf den bereits Bezug genommen wurde) zeigt.
Bevor mit der Beschreibung der Ausführungsbeispiele fortgefahren wird, sei angemerkt, daß in sämtlichen beigefügten Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die Fign. 1(A) und 1(B) der Zeichnungen zeigen einen verbesserten Linearmotor 70 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, der generell ein Statorfeldteil 30 und ein bewegbares Teil 60 aufweist, das unter Einhaltung eines eingeschränkten Abstandes über dem Statorfeldteil 30 bewegbar derart vorgesehen ist, daß es in Längsrichtung des Statorfeldteiles 30 verschiebbar ist.
Das Statorfeldteil 30, auf das vorstehend Bezug genommen wurde, besteht aus mehreren Dauermagneten 10, die abwechselnd mit N- und S-Polen magnetisiert sind, und einem Joch 20, während das bewegbare Teil 60 ferner Mehrphasenwicklungen 40 aufweist, die mit mehreren Ankerspulen versehen sind, sowie eine Magnetpoleisenplatte 50, die die Mehrphasenwicklungen hält. Mit anderen Worten; der aus dem bewegbaren Teil 60 und dem Statorfeldteil 30 in der oben beschriebenen Weise gebildete Linearmotor 70 ist so angeordnet, daß er das bewegbare Teil 60 durch sukzessives Erregen der Mehrphasenwicklungen 40 in bezug auf das Statorfeldteil 30 verschiebt.
Im einzelnen weist die bei dem obigen Ausführungsbeispiel verwendete Magnetpoleisenplatte 50 eine eingeschnittene Form gemäß Fig. 2(B) auf. Vorausgesetzt, daß eine Magnetpoleisenplatte mit einer Länge L und einer Breite W, wie in Fig. 2(A) gezeigt, in bezug auf ihre geometrische Mittelachse OO' (d.h. die Mittelachse zur Teilung der Magnetpoleisenplatte in zwei Teile, und zwar in Richtung der Breite) in einen rechteckigen Bereich I (ein Rechteck AOO'D) und einen rechteckigen Bereich II (ein Rechteck OBCO') von gleicher Größe und Form geteilt wird, weist die Magnetpoleisenplatte 50 bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine geometrische Form auf, bei der die rechteckigen Bereiche I und II parallel voneinander verschoben sind. Kurz gesagt, ist die Magnetpoleisenplatte 50 in den rechteckigen Bereich I (Rechteck AEGD) und den rechteckigen Bereich II (Rechteck FBCH) geteilt, die derart parallel zueinander verschoben sind, daß sie insgesamt die eingeschnittene Form gemäß Fig. 2(B) bilden. Die Länge L und der Parallelverschiebungsbetrag sind in der durch die folgenden Gleichungen ausgedrückten Art festgelegt
L=[n+(1/2)]p
EF=GH=(p/4),
wobei n eine natürliche Zahl und p das Magnetpolteilungsmaß für die Dauermagnete 10 ist.
Im folgenden wird das Prinzip zur Reduzierung des Versatzes durch den Linearmotor mit der Konstruktion, wie sie bisher beschrieben worden ist, in bezug auf die Kurve von Fig. 4(A), die das Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag und der bei Verschiebung der rechteckigen Magnetpoleisenplatte aus einer Referenzposition auf die Magnetpoleisenplatte einwirkenden Versatzkraft zeigt, und auch in bezug auf die Kurve von Fig. 4(C) beschrieben, die das Verhältnis zwischen der Länge L der Magnetpoleisenplatte und dem Spitzenwert der Versatzkraft anzeigt.
Der Versatz ergibt sich in Verbindung mit einer starken Veränderung der magnetischen Reluktanz in der Nähe der Grenzen der alternierenden Magnetpole des Statorfeldteiles 30, wenn es von der Magnetpoleisenplatte 50 passiert wird, und wenn die Magnetpoleisenplatte eine geometrische Ausgestaltung in Form eines Rechtecks aufweist, wirkt die Versatzkraft, die näherungsweise von einer Sinuswelle mit einer Amplitude A und einer Periode T dargestellt ist, in der in Fig. 4(A) dargestellten Weise. Diese Amplitude A und die Periode T können durch die magnetische Spannung U der Dauerinagnete 10, die Länge L und Breite W der Magnetpoleisenplatte und das Magnetpolteilungsmaß p bestimmt werden, und das Niveau der Versatzkraft wird auf ein Minimum gebracht, wenn die Länge L der Magnetpoleisenplatte gemäß Fig. 4(C) durch [n+(1/2)]p ausgedrückt wird. An dieser Stelle sei angemerkt, daß bei den auf die rechteckige Magnetpoleisenplatte einwirkenden Versatzkräften die jeweils auf die rechteckigen Bereiche I und II gemäß Fig. 2(A) einwirkenden Versatzkräfte von gleicher Phase und Wellenform sind.
Dabei gleichen, obwohl die auf die eingeschnittene Magnetpoleisenplatte 50 einwirkende Versatzkraft als Ergebnis der Kombination der Versatzkräfte erzeugt wird, die jeweils auf die rechteckigen Bereiche I und II gemäß Fig. 2(B) einwirken, die auf beide einwirkenden Versatzkräfte einander aus, wobei sie nur einen Phasenunterschied aufweisen, und folglich wird das Versatzniveau herabgesetzt, da in diesem Fall die relativen Positionen der rechteckigen Bereiche I und II in bezug auf das Statorfeldteil 30 um p/4 versetzt sind. Ferner gleichen dann, wenn die Länge L der Magnetpoleisenplatte 50 durch [n+(1/2)]p ausgedrückt und der Parallelverschiebungsbetrag für die rechteckigen Bereiche I und II durch p/4 angezeigt wird, beide Versatzkräfte einander aus und somit kann ein optimales Ergebnis erzielt werden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fign. 3(A) und 3(B) eine Modifizierung des Linearmotors gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Aufbau des Linearmotors 70, bei dem die Magnetpoleisenplatte nach der Modifizierung des vorliegenden Ausführungsbeispiels eingesetzt werden kann, ist im allgemeinen gleich dem in bezug auf die Fign. 1(A) und 1(B) beschriebenen, und daher entfällt dessen ausführliche Beschreibung der Kürze wegen.
Die bei dem Linearmotor des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendete modifizierte Magnetpoleisenplatte 50' weist, wie in Fig. 3(B) dargestellt, eine eingeschnittene Form auf. Vorausgesetzt, daß eine Magnetpoleisenplatte mit einer Länge L und einer Breite W, wie in Fig. 3(A) gezeigt, in einen rechteckigen Bereich I (ein Rechteck AOO'D) und einen rechteckigen Bereich II (ein Rechteck OBCO') von gleicher Form und Größe in bezug auf ihre geometrische Mittelachse OO' (d.h. eine Mittelachse zum Teilen der Magnetpoleisenplatte in zwei Teile in Richtung der Breite) geteilt wird, weist die Magnetpoleisenplatte 50' der Modifizierung eine geometrische Form auf, bei der die rechteckigen Bereiche I und II parallel voneinander verschoben sind. Kurz gesagt; die Magnetpoleisenplatte 50 wird in den rechteckigen Bereich I (Rechteck AEGD) und den rechteckigen Bereich II (Rechteck FBCH) geteilt, die parallel zueinander derart verschoben sind, daß sie insgesamt die eingeschnittene Form gemäß Fig. 3(B) aufweisen. Die Länge L und der Parallelverschiebungsbetrag sind in der durch die folgenden Gleichungen ausgedrückten Weise festgelegt
L=np
EF=GH=(p/2)
wobei n eine natürliche Zahl und p das Magnetpolteilungsmaß für die Dauermagnete 10 ist.
Anschließend folgt die Beschreibung des Prinzips für die Reduzierung des Versatzes durch den Linearmotor mit dem wie bisher beschriebenen Aufbau in bezug auf die Kurve von Fig. 4(B), die das Verhältnis zwischen dem Verschiebungsbetrag und der bei Verschiebung der rechteckigen Magnetpoleisenplatte aus einer Referenzposition auf die rechteckige Magnetpoleisenplatte einwirkende Versatzkraft zeigt.
Der Versatz ergibt sich in Verbindung mit einer starken Veränderung der magnetischen Reluktanz in der Nähe der Grenzen der alternierenden Magnetpole des Statorfeldteiles 30, wenn es von der Magnetpoleisenplatte 50' passiert wird, und wenn die Magnetpoleisenplatte eine geometrische Ausgestaltung in Form eines Rechtecks aufweist, wirkt die Versatzkraft, die näherungsweise von einer Sinuswelle mit einer Amplitude A und einer Periode T dargestellt ist, in der in Fig. 4(B) dargestellten Weise. An dieser Stelle sei angemerkt, daß bei den auf die rechteckige Magnetpoleisenplatte einwirkenden Versatzkräften die jeweils auf die rechteckigen Bereiche I und II gemäß Fig. 3(A) einwirkenden Versatzkräfte von gleicher Phase und Wellenform sind.
Dabei gleichen, obwohl die auf die eingeschnittene Magnetpoleisenplatte 50' einwirkende Versatzkraft als Ergebnis der Kombination der Versatzkräfte erzeugt wird, die jeweils auf die rechteckigen Bereiche I und II gemäß Fig. 3(B) einwirken, die auf beide Bereiche einwirkenden Versatzkräfte einander aus, wobei sie nur einen Phasenunterschied aufweisen, und folglich wird das Versatzniveau herabgesetzt, da in diesem Fall die relativen Positionen der rechteckigen Bereiche I und II in bezug auf das Statorfeldteil 30 um p/2 versetzt sind.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fign. 5 und 6 eine Linearantriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, die zwei Linearmotoren verwendet.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, weist die Linearantriebsvorrichtung 80A im allgemeinen zwei parallel zueinander angeordnete Linearmotoren 71 und 72 sowie bewegbare Teile 61 und 62 auf, die durch ein Strukturteil 90 miteinander verbunden sind, das starr und frei verschiebbar ist. Der Linearmotor 71 besteht im wesentlichen aus einem Statorfeldteil 31 mit Dauermagneten 11, die alternierend von N- und S-Polen magnetisiert werden, und einem (nicht dargestellten) Joch sowie dem bewegbaren Teil 61 mit einer rechteckigen Magnetpoleisenplatte 51 und (nicht dargestellten) Mehrphasenwicklungen. Obwohl der andere Linearmotor 72 in ähnlicher Weise aus einem Statorfeldteil 32 mit Dauermagneten 12, die alternierend von N- und S-Polen magnetisiert sind, und einem (nicht dargestellten) Joch sowie dem bewegbaren Teil 62 gebildet ist, sind die relativen Positionen zwischen den Dauermagneten 11 und 12 um p/2 versetzt. Es sei angemerkt, daß die Magnetpoleisenplatten 51 und 52 für die Linearmotoren 71 und 72 die gleichen sind wie die in Fig. 3(A) dargestellte Magnetpoleisenplatte.
Im folgenden wird das Prinzip zur Verringerung des Versatz es bei der Linearantriebsvorrichtung mit der wie bisher beschriebenen Konstruktion in bezug auf Fig. 6 beschrieben.
Kurz gesagt, weisen die jeweils auf die bewegbaren Teile 61 und 62 einwirkenden Versatzkräfte aufgrund der Konstruktion, daß die relativen Positionen der Dauermagneten 11 und 12 um p/2 versetzt sind, entgegengesetzte Phasen auf. Darüber hinaus werden, da die bewegbaren Teile 61 und 62 durch das Strukturteil 90 miteinander verbunden sind, die auf beide einwirkenden Versatzkräfte neutralisiert und folglich wird der an den bewegbaren Teilen 61 und 62 erzeugte Versatz merklich verringert.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Anordnung bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, bei dem die relativen Positionen der Dauermagneten 11 und 12 um p/2 versetzt sind, gemäß der Modifizierung von Fig. 7 modifiziert werden kann, bei der die relativen Positionen der bewegbaren Teile um p/2 versetzt sind, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.
Entsprechend kann mittels des Linearmotors und der Linearantriebsvorrichtung der bisher beschriebenen Art die Entstehung von Versatz durch ein einfaches Verfahren für praktische Anwendungszwecke in vorteilhafter Weise verringert werden, und daher ist die vorliegende Erfindung von besonderer Bedeutung unter der Hinsicht, daß Störungen bei Steuersystemen in solchen Fällen, in denen eine konstante Drehzahlsteuerung oder Positioniersteuerung bei höherer Genauigkeit durchgeführt werden soll, wobei geringere Größe und geringeres Gewicht erzielt werden sollen.
Ferner sei darauf hingewiesen, daß der Linearmotor und die Linearantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt sind, sondern weiterhin auf verschiedene Weise innerhalb des Rahmens der Erfindung modifiziert werden können, beispielsweise derart, daß durch Verbinden beider bewegbaren Teile einschließlich der eingeschnittenen Magnetpoleisenplatten mittels eines Strukturteiles die relativen Positionen dieser bewegbaren Teile und der Dauermagneten in den Statorfeldteilen versetzt sind.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann, dem Linearmotor und der Linearantriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung entsprechend, da statt des Systems zur Abschwächung der Magnetreluktanzveränderung, die auf der Verschiebung der bewegbaren Teile basiert, welches den Hauptgrund für das Entstehen von Versatz bildet, das System, bei dem die auf die bewegbaren Teile einwirkenden Versatzkräfte insgesamt neutralisiert werden, verwendet wird und darüber hinaus dieses System vergleichsweise einfach durch Veränderung der Ausgestaltung der Magnetpoleisenplatte oder der Veränderung der relativen Position zwischen den Dauermagneten in den fixierten Statorfeldteilen und den bewegbaren Teilen ausgeführt werden kann, Versatz folglich ausreichend auf ein zulässiges Niveau herabgesetzt werden. Daher wird die Realisierung eines höchst überlegenen Servomotors zur Durchführung von Positioniersteuerung oder Drehzahlsteuerung mit hoher Genauigkeit möglich.

Claims

1. Linearmotor, mit einem Statorfeldteil (30) mit einer linearen Anordnung aus Dauermagneten (10) und einem bewegbaren Teil (60) mit Mehrphasenwicklungen (40) und einer ferromagnetischen Polplatte (50), wobei das bewegbare Teil durch Erregung der Mehrphasenwicklungen linear entlang der Anordnung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Vorder- und Hinterkanten (DC,AB) der Polplatte entsprechend an Positionen abgestuft sind, die auf einer sich parallel zu der linearen Anordnung erstreckenden Längsachse (O - O') liegen.

2. Linearmotor nach Anspruch 1, bei dem die Längsachse im wesentlichen in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden Längsseitenkanten (AD,BC) der Polplatte liegt.

3. Linearmotor nach Anspruch 2, bei dem die Polplatte eine geometrische Form aufweist, die erhalten wird, indem die Polplatte in zwei rechteckige Bereiche (ADGE,FHCB) von gleicher Fläche und Ausgestaltung in bezug auf die Längsachse aufgeteilt wird und indem die rechteckigen Bereiche relativ zueinander entlang der Längsachse verschoben werden, um in den Vorder- und Hinterkanten jeweilige Abstufungen (GH,EF) zu erzeugen.

4. Linearmotor nach Anspruch 3, bei dem die rechteckigen Bereiche eine Länge von (n + 1/2)p und die Abstufungen eine Länge von p/4 aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl und p das Polteilungsmaß des Statorfeldteils ist.

5. Linearmotor nach Anspruch 3, bei dem die rechteckigen Bereiche eine Länge von np und die Abstufungen eine Länge von p/2 aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl und p das Polteilungsmaß des Statorfeldteils ist.

6. Linearantriebsvorrichtung mit zwei Linearmotoren (71,72), von denen jeder ein Statorfeldteil (31,32) mit einer linearen Anordnung von Dauermagneten (11,12) und ein Joch aufweist sowie ein bewegbares Teil (61,62) mit Mehrphasenwicklungen und einer ferromagnetischen Polplatte (51,52), wobei das bewegbare Teil durch Erregung der Mehrphasenwicklungen linear entlang der Anordnung bewegbar ist, wobei die zwei Statorfeldteile (31,32) der Motoren parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Vorrichtung ferner ein starres Strukturteil (90) aufweist, das die zwei bewegbaren Teile (61,62) der Motoren verbindet, wobei die Anordnung des bewegbaren Teils (61) relativ zu dem Statorfeldteil (31) in einem der Motoren (71) in die Bewegungsrichtung der bewegbaren Teile gegenüber der Anordnung des bewegbaren Teils (62) relativ zu dem Statorfeldteil (32) in dem anderen der Motoren (72) verschoben ist.

7. Linearantriebsvorrichtung (80A) nach Ansprüch 6, bei der die Verschiebung der Anordnungen der bewegbaren Teile (61,62) relativ zu den Statorfeldteilen (31,32) durch das starre Strukturteil (90) bewirkt wird.

8. Linearantriebsvorrichtung (80B) nach Anspruch 6, bei der die Verschiebung der Anordnungen der bewegbaren Teile (61,62) relativ zu den Statorfeldteilen (31,32) durch die relativen Positionen der Statorfeldteile bewirkt wird.

9. Linearantriebsvorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei der jede ferromagnetische Polplatte (51,52) in Bewegungsrichtung eine Länge von np aufweist und die Verschiebung p/2 beträgt, wobei n eine natürliche Zahl und p das Polteilungsmaß des Statorfeldteils (31,32) ist.